湖北省農業經濟與農業生態系統耦合協調關系研究

李愛杰 (長江大學，湖北荊州 434023)

隨著經濟的發展，我國農業取得一系列成就。農業經濟的增長具有正、負外部性，正外部性如農業現代化程度日益加深、農民不斷增收等，其中負外部性最具代表性的是農業生態環境問題日益突出。農業經濟與農業生態系統是否協調發展是實現農業可持續發展的一個關鍵因素?，F今，一方面，隨著我國對“三農”問題的重視，農業生態環境問題得以改善，農業經濟生態系統協調程度日益變優；另一方面，我國對農業生態環境方面問題的廣泛關注，實現農業可持續發展任重道遠。因此，理清農業經濟與農業生態的關系，探析農業經濟與農業生態協調發展路徑是有必要的。

農業經濟與農業生態一直以來都是學者們研究主要內容。首先是關于農業經濟的研究，劉麗偉等從支撐制度能力、技術能力和組織能力3個視角構建農業經濟發展方式的評價體系，研究發現農業經濟三大能力耦合關系逐年上升。王克響等基于省級面板數據，運用空間計量模型研究發現農業經濟具有較強的空間聚集性，技術進步和生產規模對農業經濟增長具有顯著的正面影響。寇爽在鄉村振興的背景下，探討了農村數字經濟與農業的概念與特征，然后提出擴大農村基建覆蓋面和加快信息技術融合兩方面的建議，促進農業經濟與數字農業的融合發展。其次是關于農業生態的研究，徐維祥等運用馬爾科夫鏈和SBM模型等方法研究發現我國農業生態效率呈現“W”型波動，農業生態效率由東中西部依次遞減。梁耀文等、舒曉波等以環渤海和長江中游地區為研究對象，通過使用Super-SBM模型和地理探測器模型估算農業生態效益與分析影響因子。再者是關于農業經濟和農業生態兩者關系的研究，丁磊等以農業生產惡劣的甘肅省為研究對象，分別以農業經濟產業和廢水排放為代表的農業經濟指標和農業生態指標構建評價體系，運用耦合模型計算2010—2018年兩系統的耦合關系，研究表明，2015—2018年甘肅省農業經濟與生態的耦合度呈下降態勢，表明農業經濟與生態系統情況不容樂觀。程東亞等以貴州烏蒙山區人地矛盾為出發點，研究經濟、人口和農業生態三者間的關系，研究表明烏蒙山區經濟、人口和農業生態關系日趨緊密，但整體處于低耦合狀態。馮俊華等構建陜西農業EES系統評價對農業經濟生態和社會的耦合度量化，結果表明目前陜西農業經濟社會系統的耦合協調度趨于優化。

綜上所述，目前關于農業經濟和農業生態的研究成果較多，研究視角豐富既有研究農業經濟與其他要素影響關系，還有研究農業生態效率與影響因素，更有研究農業經濟、生態、社會、人口等多重關系的文獻。但從研究區域來看，研究區域以北方地區為主，以湖北這樣的農業大省為研究對象的文獻較少；從研究的時間跨度來看，研究時長一般不足10年，難以把握研究結果的整體趨勢；從研究有效性來看，研究的最新年份止步于2018年，缺乏對最新年份的數據分析。湖北省作為農業大省、中部糧倉，在發展的同時也存在著一些問題，如空氣污染、暴雨洪澇災害、資源短缺等問題。在這樣的背景下，深入探討農業經濟生態系統的耦合協調程度對湖北農業高質量發展具有重要意義。基于此，筆者以湖北省為研究對象，運用2003—2019年面板數據，通過構建農業經濟與農業生態耦合模型，測算湖北省農業經濟與農業生態的耦合協調關系，在一定程度有利于農業經濟與農業生態系統研究體系的完善，為湖北省農業可持續發展提供理論依據與參考。

1 模型構建與計算方法

在借鑒參考有關學者的研究成果的基礎上，充分考慮數據指標的可得性、科學性和代表性等原則，同時結合湖北省的現實情況，構建出以人均糧食產量、人均農業機械總動力等13指標組成的湖北省農業經濟與農業生態系統評價指標體系，評價指標體系見表1 。該研究所有原始數據來源于《湖北農村統計年鑒》(2002—2020)、《湖北統計年鑒》(2002—2020)。

表1 湖北省農業經濟-農業生態評價體系Table 1 Agricultural economy-agro-ecological evaluation system in Hubei Province

在構建湖北省農業經濟與農業生態評價指標體系的基礎上，首先通過熵值法確定各項指標的權重，然后計算湖北省農業經濟與農業生態系統的綜合發展水平，最后通過耦合模型和耦合協調模型計算湖北省農業經濟與農業生態的耦合協調度。湖北省農業經濟與農業生態系統的耦合協調度具體計算步驟如下。

(1)原始數據無量綱化處理。

(1)

(2)

(2)計算比例。

(3)

式(3)中,表示第年第個指標的比例。

(3)計算熵值和信息熵冗余度。

(4)

式(4)中,表示第個指標的熵值。

=1-

(5)

式(5)中,表示第個指標的信息熵冗余值。

(4)計算權重。

(6)

式(6)中,表示第個指標的權重。

(5)計算農業經濟與農業生態系統的綜合評價指數。

(7)

式(7)中，表示第年農業經濟或農業生態系統的綜合評價指數，其值越大，表明發展水平越高。

(6)計算耦合度。

(8)

式(8)中,表示耦合度，其值越大(0≤≤1)，表明與系統越協調；當=1時，表明與兩系統協調狀態處于最佳水平。

(7)計算耦合協調度。由于耦合度難以全面反映湖北省農業經濟與農業生態的耦合協調程度，因此需要引入耦合協調度模型，以便全面客觀反映湖北省農業經濟與農業生態的耦合協調發展程度。

(9)

式(9)中,表示耦合協調度。

=+

(10)

式(10)中,表示綜合協調指數;與均是待定系數;該研究農業經濟與農業生態兩系統同等重要，即與均為0.5。

借鑒馮俊華等的研究成果，將湖北省農業經濟與農業生態耦合等級進行劃分，劃分標準見表2。

2 結果與分析

圖1為2003—2019年湖北省農業經濟與農業生態綜合發展水平變化趨勢。

表2 耦合等級劃分標準Table 2 Coupling grade classification standards

圖1 湖北省農業經濟與農業生態綜合發展水平Fig.1 The comprehensive development level of agricultural economy and agro-ecology in Hubei Province

湖北省農業經濟綜合發展水平測度分析。湖北省農業經濟綜合發展水平呈現波動式上升態勢，其中出現過2次峰值和1次較大的下降。在2003—2008年，湖北省農業經濟發展相對穩定，其農業經濟綜合發展水平維持在0.15上下波動。2009年出現第一次峰值，農業經濟綜合發展水平從2008年的0.105 3增長至2009年的0.396 9，增長了1倍多。2009—2014年起伏式上升，2014年農業經濟綜合發展水平0.719 0，達到農業經濟的第二次峰值。這與2014年以農業增加值增長4%，糧食增產6億kg為主要目標的湖北省委一號文件的助推作用分不開。2014—2016年出現下降趨勢，其中2016年降低到0.302 1。2016年長江中下游地區的強對流天氣以及洪澇等災害導致該年湖北省5—7月共計直接經濟損失346.4億元，農作物受災面積高達156.72萬hm，其中絕收38.99萬hm，農業經濟遭受重創。2016—2019年農業經濟在逐漸恢復發展。2018年農業經濟綜合發展水平0.758 5與2014年發展水平基本持平，2019年略有上升。

湖北省農業生態綜合發展水平測度分析。湖北省農業生態綜合發展水平呈階梯式上升趨勢，整個農業生態綜合發展水平大致可劃分為2個時期。2003—2016年為農業生態發展平穩期，這段時間農業生態綜合發展水平增幅較緩。2003與2016年農業生態綜合水平分別為0.206 8、0.539 8，13年間農業生態綜合水平增幅空間為0.333 0，增速比較緩慢。2017—2019年為快速發展期，這幾年的農業生態綜合發展水平大幅提升，2016年發展水平為0.539 8，2017年驟升至0.789 1，并且近年來農業生態發展水平一直維持在高發展水平。這主要得益于2017年中央一號文件提出的推行農業綠色生產，增強可持續發展能力。2016年湖北省單位農用化肥施用量為0.971 7 t/hm，2019年減少至0.523 1 t/hm，化肥、農藥使用量的減少，大幅提升了農業生態綜合發展水平。

運用耦合度模型和耦合協調度模型，計算出湖北省農業經濟與農業生態耦合度及耦合協調度，具體結果見表3。

表3 湖北省農業經濟-農業生態耦合協調度Table 3 Coupling coordination degree of agricultural economy and agricultural ecology in Hubei Province

由表4可知，湖北省農業經濟與農業生態系統耦合度一直維持在0.866 2～0.999 8的較高水平，2019年耦合度為0.999 8，接近最佳耦合狀態。這表明農業經濟與農業生態兩系統存在較強的耦合作用。

由圖2可知，湖北省農業經濟與農業生態的耦合度與耦合協調度整體走勢趨于良好，其中耦合協調度增長趨勢呈震蕩式上升，耦合協調度由2003年的0.345 7上升到2019年的0.896 0，農業經濟與農業生態兩系統的協調關系得到優化與改善。

結合表2，對湖北省農業經濟與農業生態耦合協調程度進行劃分，2003—2019年湖北省農業經濟與農業生態的耦合協調度歷經失調發展—協調發展—高度協調3個階段。2003—2008年為失調發展階段，耦合協調度在0.3～0.5波動；2009—2017年為協調發展階段，農業經濟與農業生態的耦合協調度維持在0.5～0.8上下浮動；2018—2019年為高度協調階段，這一時期耦合協調度均在0.8以上，且有向優質協調方向發展的趨勢。湖北省農業經濟與農業生態的耦合協調發展的演變過程如下。

第一階段：失調發展階段(2003—2008年)。這一階段農業經濟與農業生態的耦合協調程度處于較低水平，耦合協調等級在輕度失調和瀕臨失調徘徊。該階段農業經濟綜合發展水平相對滯后，農業經濟系統與農業生態體系處于磨合狀態?？赡苁且驗檫@一時期農業經濟關系還未理順：農業市場體制關系存在一定缺陷，國有農場改革還處于探索期，農業稅費有待完善。2004年長江中下游地區秋天降雨量為1951年以來同期最少，出現大范圍秋旱。2008年冬季的特大雪災，全國20多個省市受到不同程度影響，湖北省積雪天數創近24年之首，其經濟損失超過14億元。農業經濟關系的缺陷與重大氣象災害的影響，導致該時期農業經濟發展滯后，農業生態發展相對比較均衡，最終造成湖北省農業經濟與農業生態處于失調發展狀態。

圖2 湖北省農業經濟-農業生態耦合度與耦合協調度Fig.2 The degree of coupling and coordination of agricultural economy-agricultural ecology in Hubei Province

第二階段：協調發展階段(2009—2017年)。這一階段農業經濟與農業生態的耦合協調度逐年上升，耦合協調指數也在攀升，農業經濟與農業生態的耦合協調狀態趨于良好。這一時期湖北省農業經濟之所以能夠實現快速發展，關鍵在于湖北省委省、黨委政府高度重視，支持政策有力。政策文件對農業農村的發展指明前進方向，財政支持與目標考核機制的確定激發了農業生產主體積極性。湖北省從2010年開始實施農業財政強力支持戰略，省級財政通過免息、年出借年底還等方式支持農業發展，農業專項財政資金額度逐年攀升，從最初的10億元增長至55億元。同時對于市級地方農業進行20多項指標考核，完成考核目標的地區將予以表彰并獲得100萬元獎勵。從省委到地方和從政策文件到財政考核，雙管齊下的激勵措施促進了這一階段農業經濟與農業生態耦合協調程度的提高。

第三階段：高度協調階段(2018—2019年)。這一階段農業經濟與農業生態的耦合協調程度處于良好協調狀態，這與2017年年末鄉村振興戰略的提出密不可分。鄉村振興戰略從產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效和生活富裕5個方面對農村經濟和農業生態等提出了新要求，同時也為發展農業經濟、構建綠色文明安全的農業生態注入了新活力。2018年《湖北省污染防治攻堅戰工作方案》的出臺，為綠色清潔的農業生態營造了一個良好的環境，農業生態發展有了政策的指引，其發展水平將會大幅提升。

3 結論與探討

該研究構建了湖北省農業經濟與農業生態評價指標系統，使用無量綱化處理、耦合度模型和耦合協調度模型，對2003—2019年湖北省農業經濟與農業生態的綜合發展水平、耦合度與耦合協調度進行估算，得到的結論如下：

(1)湖北省農業經濟與農業生態系統的綜合發展水平整體呈現上升趨勢，其中農業經濟系統的發展波動幅度大，主要受自然災害和政府政策指導的影響。農業生態系統發展相對平穩。兩系統于2016年后實現同步發展狀態。

(2)湖北省農業經濟與農業生態系統的耦合度大部分處于0.9以上，說明湖北省農業經濟與農業生態系統處于高度耦合狀態，并且近幾年的耦合度還在上升，無限趨近于最佳耦合狀態。

(3)湖北省農業經濟與農業生態系統耦合協調度在研究時期內從失調發展階段-協調發展階段-高度協調階段，耦合協調程度逐步增加，農業經濟與農業生態的耦合協調關系不斷得到改善。根據現有發展趨勢判斷，未來湖北省農業經濟與農業生態系統的耦合協調程度有望達到優質協調。